Kiểm kê khí nhà kính phát sinh từ quá trình đốt chất thải công nghiệp của xí nghiêp xử lý chất thải Bình Dương năm 2016 - Vũ Thị Hà Anh

Hóa học & Kỹ thuật môi trường V. T. H. Anh, N. H. N. Kim, “Kiểm kê khí nhà kính phát sinh Bình Dương năm 2016.” 324 KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH PHÁT SINH TỪ QUÁ TRÌNH ĐỐT CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP CỦA XÍ NGHIÊP XỬ LÝ CHẤT THẢI BÌNH DƯƠNG NĂM 2016 Vũ Thụy Hà Anh*, Nguyễn Hoàng Ngọc Kim Tóm tắt: Thông qua các số liệu về công suất lò đốt, loại nhiên liệu đốt, lượng tiêu thụ nhiên liệu của một mẻ đốt, lượng điện sử dụng cho mỗi lò, nhóm tác giả đã tiến hành kiểm kê và tính toán lượng khí nhà kính (KNK) từ quá trình đốt rác thải công nghiệp của Xí nghiệp Xử lý chất thải Bình Dương trong năm 2016 theo công thức tính toán của chương trình môi trường Liên Hiệp Quốc (UNEP) [1]. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng lượng phát thải KNK của Xí nghiệp khoảng gần 64 nghìn tấn, trong đó phát thải do đốt chất thải công nghiệp khoảng gần 61 nghìn tấn CO2e/năm, chiếm hơn 95% tổng lượng phát thải, còn lại là do tiêu thụ điện năng với 2.431 tấn CO2e và tiêu thụ dầu Diesel với 622 tấn. Từ khóa: Kiểm kê khí nhà kính, Phát thải, Chất thải công nghiệp, CO2e, Điện, Nhiên liệu, Diesel. 1. MỞ ĐẦU Năm 2015, tổng khối lượng CTRCN của toàn tỉnh Bình Dương thải ra khoảng 5.128 tấn/ngày, tăng gấp 5,8 lần so với năm 2010, trong đó, CTCN không nguy hại 4.808 tấn/ngày, CTCNNH 320 tấn/ngày [2]. Để đáp ứng nhu cầu cấp bách cho việc xử lý chất thải, Xí nghiệp Xử lý chất thải Bình Dương (XNXLCTBD) được khánh thành năm 2013 nhằm xử lý chất thải của các doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh. Với công nghệ lò đốt có tổng công suất 8.900 kg/giờ [3], Xí nghiệp được xác định là một trong những nguồn phát thải KNK đáng kể trong lĩnh vực xử lý chất thải của tỉnh. Nghiên cứu “Kiểm kê KNK phát sinh từ quá trình đốt CTCN của XNXLCTBD năm 2016” nhằm tính toán lượng KNK phát sinh của Xí nghiệp, đáp ứng nhu cầu quản lý phát thải tại địa phương, đồng thời cung cấp một ví dụ điển hình trong việc kiểm kể KNK trong lĩnh vực chất thải. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bên cạnh các phương pháp thường dùng như tham khảo và kế thừa tài liệu; điều tra thực địa, thu thập số liệu thực tế; tổng hợp phân tích các số liệu, tài liệu, phương pháp quan trọng nhất trong đề tài là tính toán lượng phát thải KNK. Việc tính toán lượng phát thải KNK được thực hiện theo công thức tính lượng KNK phát sinh của chương trình môi trường của Liên Hiệp Quốc (UNEP). Nghiên cứu đã tiến hành tính toán lượng phát thải KNK (CO2, CH4, NO2) do tiêu thụ điện năng, nhiên liệu Diesel và quá trình đốt chất thải tại 3 điểm phát thải: khu vực lò đốt, khu vực lưu trữ và các thiết bị, phương tiện vận chuyển. 2.1. Phát thải KNK do tiêu thụ nhiên liệu = × (1) Trong đó: i : Loại KNK phát thải (CO2, CH4, NO2) AFC : Lượng nhiên liệu tiêu thụ (lít) EFi : Hệ số phát thải của KNK i đối với từng loại nhiên liệu Dầu Diesel là nhiên liệu duy nhất sử dụng cho cả buồng đốt và các phương tiện, thiết bị, máy móc tại Phân xưởng Xử lý CTCN Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 325 Bảng 1. Hệ số phát thải CO2, CH4, NO2 đối với dầu Diesel. STT Loại KNK Hệ số phát thải của dầu Diesel Phương tiện vận chuyển Đốt nhiên liệu 1 CO2 2,680 kg CO2 /l 2,676 kg CO2/l 2 CH4 0,0004 kg CH4 /l 0,57 g CH4 /gallon 3 NO2 0,0002 kg NO2 /l 0,26 g NO2 /gallon (Nguồn: [1], [4])  CO2e: 2 = ∑ × (2) Trong đó: CO2e: Tổng lượng phát thải theo CO2e i: Lượng phát thải của loại KNK trong năm kiểm kê (CO2, CH4, NO2) GWPi: Giá trị thể hiện khả năng làm Trái Đất nóng lên của từng loại KNK, quy về theo giá trị của CO2. (GWPCH4 : 28 ; GWPNO2 : 265) [7] 2.2. Phát thải KNK do tiêu thụ điện năng 2 = × (3) Trong đó: CO2e: Tổng lượng phát thải theo CO2e (tấn) AEP: Lượng điện năng được sử dụng từ phân xưởng xử lý chất thải (KWh) EF: Hệ số phát thải của Việt Nam năm 2014 là 0,6612 (tCO2/MWh) [6] 2.3. Phát thải KNK từ quá trình đốt CTCN [7] = × × × 10 × ℎ (4) Trong đó: i: Lượng phát thải KNK (CO, NOx) từ quá trình đốt CTCN (tấn/năm). Ci: Nồng độ KNK i (CO, NOx) đo tại ống khói (mg/m 3). Q: Lượng khí tại ống khói thải ra khi đốt trong 1 giờ (m3/giờ). M: Khối lượng chất thải được đốt trong 1 giờ (tấn) h: Số giờ hoạt động của lò đốt được đo trong năm 2016 (giờ) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Cơ sở dữ liệu để tính toán Trong khuôn khổ của nghiên cứu này chỉ đề cập đến 3 loại chất thải được xử lý bằng phương pháp đốt tại xí nghiệp: (i) Chất thải công nghiệp (nguy hại và không nguy hại); (ii) chất thải y tế và (iii) xác gia cầm bệnh. Tại Xí nghiệp có tất cả 6 lò đốt với đặc trưng thể hiện ở bảng sau [8]: Bảng 2. Đặc trưng của lò đốt chất thải công nghiệp. TT Công suất lò đốt (kg/h) Loại chất thải xử lý Lượng Diesel tiêu thụ (lít/h) Bộ đốt dầu Diesel Nhiệt độ lò đốt Sơ cấp Thứ cấp 1 100 CTYT-gia cầm bệnh 100 Phun thủ công 650 – 9500C 1.050 – 1.3500C 2 200 CTYT-gia cầm bệnh 100 Phun thủ công 3 1700 (1) CTNH 150 Phun tự động 4 1700 (2) CTNH 200 Phun tự động 5 1000 CTCN 200 Phun thủ công 6 4200 CTCN 250 Phun tự động Hóa học & Kỹ thuật môi trường V. T. H. Anh, N. H. N. Kim, “Kiểm kê khí nhà kính phát sinh Bình Dương năm 2016.” 326 Các lò đốt đều có sơ đồ công nghệ và quy trình vận hành tương tự như nhau: Chất thải được nạp vào lò đốt bằng băng tải tự động theo từng mẻ. Thời gian nạp chất thải mỗi lần từ 15 đến 20 phút tùy công suất từng lò. Đảo trộn chất thải 5-10 phút/lần trong mỗi buồng đốt. Tùy theo từng loại chất thải mà một mẻ đốt kéo dài khoảng 30 – 60 phút. Bảng 3. Bảng tổng hợp thông tin phân xưởng. TT Khu vực Số giờ hoạt động (h) Số dầu sử dụng (lít/năm) Lượng điện Tiêu thụ (kWh/năm) Khối lượng xử lý (kg/năm) A Lò đốt 30.493 202.008,3 3.658.488 66.848.914,8 1 100 + 200 2.341 9.754,17 474.920 480.808,6 2 1000 2.223 13.893,75 28.749 1.919.312,4 3 1700 (1) 8.603 53.768,75 1.127.640 14.433.853,0 4 1700 (2) 8.692 54.325,00 1.545.360 14.358.698,0 5 4200 8.634 70.266,67 448.480 35.656.242,8 B Kho lưu chứa - - 19.307 - (Nguồn: Phân xưởng xử lý CTCN – XNXLCTBD, 2016, [8,9]) CTCN được di chuyển giữa kho chứa và lò đốt bằng các bằng 3 xe ben, 2 xe nâng và 5 xe xúc. Tất cả các phương tiện vận chuyển này đều sử dụng dầu Diesel. Lượng tiêu thụ trong năm 2016 là 25.281 lít Diesel [8]. 3.2. Kết quả tính toán Thực hiện phép tính trên phần mềm Excel với từng nhóm đối tượng phù hợp, ta lần lượt thu được các kết quả sau: 3.2.1. Phát thải từ hệ thống lò đốt Bảng 4. Lượng phát thải KNK do tiêu thụ điện năng của hệ thống lò đốt CTCN. STT Lò đốt Phát thải CO2e (tấn/năm) Công suất thực tế (kg/h) Hiệu suất (%) 1 Lò đốt 100 + 200 314,017 205,39 68,46 2 Lò đốt 1000 19,009 863,39 86,34 3 Lò đốt 1700 (1) 745,596 1.677,77 98,69 4 Lò đốt 1700 (2) 1.021,792 1.651,94 97,17 5 Lò đốt 4200 296,535 4.129,75 98,33 6 Khu phụ trợ 22,044 - - Tổng 2.418,993 - - Bảng 5. Lượng phát thải KNK do tiêu thụ Diesel của hệ thống lò đốt CTCN. Khí nhà kính CO2 CH4 NO2 Tấn/năm 541,3823 0,0808 0,0404 Tấn CO2e/năm 541,3823 2,2625 10,7064 Tổng 554,3513 Thông tin Tạp chí Nghi STT 1 2 3 4 5 6 3.2.2. Ngu Tiêu th Tiêu th Đ Tổng Hình 1 th Từ kết quả tính toán của bả STT 1 2 3 ồn phát thải ốt CTCN ụ điện năng, quá trình Phát th . T khoa h Lò đốt 100 200 1000 1700 1700 4200 Ngu Tiêu th Tiêu th Đ B ụ điện năng ụ dầu Diesel ỷ lệ phát thải CO ên c ốt CTCN ảng 8. ọc công nghệ ứu KH&CN B CO B ồn phát thải ải từ to đốt CTCN năm 2016 ảng 6 Nồng độ thải 149 194 220 170 209 215 ảng 7 ụ điện năng ụ dầu Diesel của buồng đốt T tiêu th (mg/m T ổng àn phân xư Lư . K NOx ổng . Lư c ợng phát thải CO Phát th CO ụ dầu Diesel v quân s ết quả l 3) 112 ợng ộng 2 60.940,8 89 63 52 65 73 e 2.431,8 622,5 63.995,1 2e g ự, ng 4, 5, 6 ta có đư phát th ờng XLCTCN ải iữa ti Số Đặc san NĐMT, 09 ượng phát thải KNK do khí thải từ việc đố Lưu lư th ải (m ải KNK của hệ thống l T (%) 95,23 êu à 4.578 3.764 12.825 11.394 12.479 50.868 2e c ỷ lệ 3,80 0,97 100 Hình 2 ợng 3/h) ủa PLXLCTCN từ các nguồn năm 2016. Lư Đ phát th Lò Nhà kho lưu Phương ti T Lư ợc số liệu tổng hợp của ợng ối t ổng . T kh ợng KNK phát sinh (tấn/năm) CO 0,05 0,12 5,41 27,96 37,45 389,89 460,88 ỷ lệ phát thải CO ảo sát trong PXXLCTCN - phát th ượng ải đ 2017 ốt ện năm 2016 203,10 228,23 ò Phát th CO NO 0,03 0,04 1,28 10,69 13,08 đốt CTCN năm 2016. ải CO x 2e 2e (t 63.914,1 63.995,1 2e theo đ 60.940,80 63.914,14 12,8 68,2 CO bảng 7 ấn/năm) 2.418,99 554,35 ải t CTCN. 2 2.861,2 3.503,8 54.212,6 60.940,8 ối t 327 e 10,1 344,5 Tỷ lệ (%) 99,87 0,02 0,11 100 ư 8,6 ợng Hóa học & Kỹ thuật môi trường V. T. H. Anh, N. H. N. Kim, “Kiểm kê khí nhà kính phát sinh Bình Dương năm 2016.” 328 4. KẾT LUẬN Kết quả kiểm kê KNK từ quá trình đốt CTCN của XNXLCTBD năm 2016: tổng lượng phát thải KNK tính theo CO2e của phân xưởng xử lý chất thải công nghiệp là khoảng 64 nghìn tấn CO2e/năm. Trong đó phát thải do đốt CTCN gần 61 nghìn tấn CO2e/năm, chiếm hơn 95% lượng phát thải, còn lại do tiêu thụ điện năng với 2.431 tấn CO2e phát thải và tiêu thụ dầu Diesel với 622 tấn. Đây là kết quả tính toán dựa trên các phương pháp của chương trình môi trường của Liên Hiệp Quốc với số liệu thực tế của XNXLCTBD và các hệ số của UNEP. Việt Nam cần phải xây dựng hệ số riêng của mình để việc thực hiện kiểm kê KNK được chính xác hơn. Trong giới hạn của đề tài chỉ thực hiện ở một khu vực của XNXLCTBD. Cần nghiên cứu và áp dụng kiểm kê cho toàn bộ Xi nghiệp để có thể đưa ra các biện pháp tối ưu cho việc giảm phát thải KNK. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. UNEP, “Greenhouse Gas Calculator Manual”, User Manual 1.0 (2009), pp. 22-40 [2]. Sở Tài nguyên và Môi trường Bình Dương, “Báo cáo tổng kết cuối năm”, (2016). [3]. Trung tâm quan trắc Kỹ thuật Tài nguyên Môi trường Bình Dương – CTCP Nước – Môi trường Bình Dương, “DTM dự án “Đầu tư xây dựng các hạng mục xử lý và tái chế chất thải trong Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Bình Dương”, (2013). [4]. US EPA Climate leaders, “Emission Factors for Greenhouse Gas Inventories”, (2015), pp. 3. [5]. IPCC, “Climate Change 2014: Synthesis Report”, The Fifth Assessment Report (2014), pp. 87. [6]. Trung tâm Bảo vệ tầng Ozone – Cục khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu – Bộ Tài nguyên và Môi trường, “Báo cáo nghiên cứu, xây dựng hệ số phát thải (EF) của lưới điện Việt Nam”, Hà Nội (2016), tr. 14. [7]. IPCC, “Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories”, pp. 459. [8]. Phân xưởng xử lý chất thải công nghiệp – Xí nghiệp xử lý chất thải Bình Dương, “Bảng theo dõi hoạt động lò đốt rác công nghiệp”, (2016). [9]. Phân xưởng xử lý chất thải công nghiệp – Xí nghiệp xử lý chất thải Bình Dương, “Báo cáo xử lý chất thải (Nhập – Xuất – Tồn)”, (2016). [10]. Kết quả quan trắc môi trường – Xí nghiệp xử lý chất thải Bình Dương, “Báo cáo giám sát môi trường định kỳ ”, (12/2016). Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 329 ABSTRACT INVENTORY OF GREENHOUSE GASES ARISING FROM THE INCINERATION OF INDUSTRIAL WASTE OF THE BINH DUONG WASTE TREATMENT ENTERPRISE IN 2016 Through the data on the capacity of the incinerator, the type of fuel used, the amount of fuel consumed by a batch, the amount of electricity consumed by each incinerator..., the team conducted inventory and calculation of greenhouse gas From the industrial waste incineration process of Binh Duong Waste Treatment Plant in 2016 according to the calculation formula of the United Nations Environment Program (UNEP) [1]. The results show that total greenhouse gas emissions of the enterprise are about 64,000 tons CO2e/year. Emissions from industrial waste incineration are 63,000 tons CO2e/year, accounting for more than 95% of total emissions. Emissions from diesel consumption are the lowest with 622 tons CO2e/year, accounting for a negligible amount (0.1%) Keywords: Greenhouse gas inventory, Emissions, Industrial waste, CO2e, Electricity, Fuel, Diesel. Nhận bài ngày 04 tháng 7 năm 2017 Hoàn thiện ngày 31 tháng 8 năm 2017 Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 9 năm 2017 Địa chỉ: Khoa Môi trường, Trường Đại Học Sài Gòn, 273 An Dương Vương, P.3, Q.5, Tp. HCM. * Email: haanh.sgu@gmail.com.